在电机的世界里,无刷电机是最受欢迎的选择之一。让我们一起探索无处不在的无刷电机,它们如何影响我们的日常生活和社会。
从19世纪初开始,人们就对电磁现象产生了兴趣,这一发现为工业化时代带来了电子系统的革命。随着技术不断进步,工程师们创造出了多种类型的电机,如直流、感应和同步电机。
无刷电机作为永磁同步电机的一部分,其历史可以追溯到很久以前。但最初,由于启动和调速的问题,它们并未广泛应用,只限于那些有高端控制设备的小众行业。不过,随着强大的永磁体改进以及节能意识增强,无刷电机会变得越来越受欢迎。
直流有刷与无刷之间有什么不同呢?直流有刷通常被称作直流電機,因为它们易于控制、高效且可小型化,是最常用的类型。相比之下,无刷電機没有需要维护或更换的丝绒,因此其使用寿命更长、噪音也低。此外,它不仅拥有直流電機高可控性,还具有结构上的灵活度,更容易嵌入到设备中。这一切都使得无刷電機成为工业自动化、办公设备以及家用产品中的热门选择。
图1展示了这两种不同的结构,而图2则展示了如何根据旋转方式分类这些混合家族成员。在工作时,无刷電機首先将永磁体设置为转子,并将线圈设置为定子,然后通过逆变器控制线圈中的切换来驱动它。这涉及到检测转子的位置方法,有三种主要方法:基于当前检测、霍尔传感器和感应功率测量。
图3显示了工作过程,其中包括检测位置以确定何时切换开关状态,从而改变定子线圈中的流量,以便使转子旋转。最后,我们还讨论了一些复杂计算所需的额外控制策略,如矢量控制和弱场控制,以及两个基本驱动模式:方波驱动与正弦波驱动。
图4展示了两种不同状态下的驾驶情况,其中一个涉及通过角度变化来旋转开关,而另一个涉及创建120度相移交流供给后再改变流量方向大小。
总结来说,无刷電機已经在各个领域得到广泛应用,并且预计随着技术不断发展,将会占据更多市场空间。